Обзор SSD Samsung 840 EVO | Как Samsung превратилась в гиганта отрасли SSD
Представьте такой разговор между двумя руководителями Samsung:
- Так чем займёмся сегодня? – спрашивает первый.
- Тем же, чем и всегда – попытаемся поработить мир, - отвечает второй.
- Отлично! А как?
- Будем делать все виды памяти под собственным брендом.
- Память? Неплохо. Давай!
Вот чем занимается компания. В наши дни, когда всем без исключения нужна память DRAM или NAND, производитель является королём рынка. Если компания ещё и является самым крупным производителем – полдела сделано. А вокруг множество покупателей. Поставки SSD продолжают расти, и возникает ощущение, что любая компания может озолотиться, продавая твердотельные накопители. Но это не так. Рынок контролируется компаниями, производящими NAND, и Samsung среди них – лидер.
Но Samsung прошла долгий путь, чтобы стать лидером рынка SSD. Для этого понадобилось несколько поколений продуктов с отличными показателями производительности, время, необходимое для того, чтобы доказать, что твердотельные накопители надёжны, и, конечно, огромное количество флэш-памяти.
Первые SSD Samsung были похожи на остальные накопители. Мы бы назвали первые продукты прото-SSD – ведь они стали своеобразным связующим звеном между флэш-накопителями старого образца и более современными архитектурами, которые возникли примерно тогда, когда Intel выпустила свои модели и . До этого SSD были чем-то вроде машин для обработки последовательных операций, не обладая той способностью быстро обрабатывать операции случайного доступа малыми блоками, которая по умолчанию ожидается от всех современных твердотельных накопителей. Некоторым продуктам недоставало встроенных возможностей организации очереди команд, технология TRIM только маячила на горизонте, а также многие накопители использовали интерфейс IDE с переходником на SATA. Samsung не выходила на рынок обновлённых SSD вплоть до 2010 года, хотя начала производить твердотельные накопители с самого зарождения технологии и продолжала продавать древние SSD OEM-сборщикам.
Но как только компания действительно серьёзно начала рассматривать рынок SSD для настольных компьютеров, её восхождение на вершину произошло очень быстро. Samsung 470 стал первой попыткой Samsung закрепиться на сверхконкурентном рынке решений потребительского класса. Данная модель сама по себе была неплоха, но она совершенно потерялась в море SSD c контроллером SandForce (если, к тому же, не принимать во внимание усилия Intel). Затем последовала модель , тепло встреченная как представителями тестовых лабораторий, так и конечными пользователями. SSD 830-й модели стали первым твердотельными накопителями с интерфейсом SATA 6 Гбит/с для ноутбуков, в том числе Apple. Samsung специально делала всё, чтобы заслужить похвалу. У компании была возможность разрабатывать всё, не привлекая сторонних подрядчиков, и продемонстрировал, причём, даже в большей мере, чем Samsung 470, как много значит возможность полностью производить продукцию самостоятельно.
Год спустя Samsung разделила SSD-устройства на два семейства: и Samsung 840. Они во многом похожи, за исключением того, что флагман линейки, , имеет флэш-память Toggle-mode DDR. Это отличный продукт: один из самых быстрых SSD, прошедших через нашу тестовую лабораторию, к тому же, он очень приглянулся пользователям. Но есть смотреть на вещи в перспективе, данная модель не так важна, как Samsung 840, который основан на NAND-памяти, размещающей по три бита в ячейке. Некоторые компании предсказывали развитие таких решений задолго до того, как Samsung 840 появился на рынке. Но Samsung смогла создать такой продукт первой. Хотя тот накопитель не был нашим любимчиком. Невероятно недолговечная память? Немыслимо высокое время задержки? Нет уж, спасибо. Вообще, мы не совсем понимали, чем в то время мог привлечь покупателей Samsung 840. Тогда ёмкость росла быстрыми темпами, а цены на SSD на базе знакомой всем технологии MLC падали.
Но создание первого накопителя на TLC в то время не предполагало его продажу в рознице. Целью Samsung было увеличить продажи данной модели среди OEM-производителей, что, в конечном счёте, и было двигателем рынка SSD. OEM-сборщики продают продукцию крупными партиями и очень чувствительны к цене. Снижение стоимости SSD на пару долларов иногда значит немного для вас или нас, но представьте масштабы экономии, к которым может привести снижение цены на комплектующие ноутбука, и как много это значит для таких компаний, как Apple или Dell.
И, как вышло впоследствии, Samsung 840 был небезнадёжен. Он не умирал после 1000 циклов перезаписи и не был таким уж медленным. У нас в лаборатории был такой накопитель, который пережил целых 3207 циклов перезаписи до того, как отойти в мир иной в прошлом декабре. Многие докладывали об аналогичных результатах, так что обсуждение долговечности SSD при нагрузках, свойственных типичным пользовательским системам, только сбивает с толку. Показатели производительности операций записи у данного SSD были довольно скромны, а скорость чтения при этом превышала аналогичные показатели конкурирующих продуктов с ячейками памяти на два бита.
В общем, Samsung утверждает, что миссией накопителя было увеличить степень проникновения твердотельных решений Samsung, и, судя по всему, план компании сработал. Представители Samsung говорят о том, что продали уже 2 524 699 штук Samsung 840, и это составляет впечатляющие 20% рынка розничных SSD. Это значит, что один из каждых пяти SSD, реализуемых в онлайн-магазинах с момента появления продукта на рынке, - это модель Samsung 840. Если данные верны, то такому результату можно только позавидовать. Разве возможно остановить такого производителя?
Обзор SSD Samsung 840 EVO | Samsung 840 следующего поколения: EVO
Мы не уверены, что означает EVO: "эволюция" или просто набор букв. Но как бы то ни было, внутреннее устройство SSD, заключённое в новый металлический корпус, является усовершенствованным вариантом модели 840, а не абсолютно новой начинкой. Говоря откровенно, внутренние компоненты Samsung 840 были неплохи, и не требовали каких-либо исправлений. Но при наличии усовершенствованного контроллера, 19-нанометровой памяти и технологии, которую Samsung называет Turbo Write, конечный результат отличается от оригинальной модели.
В начале августа пять моделей SSD Samsung 840 EVO появятся на большинстве крупных рынков. Переход от техпроцесса 21 нм с использованием кристаллов с 64 Гбит на технологию памяти 19 нм с кристаллами на 128 Гбит позволил вдвое увеличить ёмкость SSD Samsung 840 EVO. Старая модель 840 имела максимальную ёмкость 500 Гбайт, SSD Samsung 840 EVO – 1 Тбайт. Таким образом, линейка включает в себя модели с такими вариантами ёмкости, как 120, 250, 500, 750 и 1000 Гбайт. Чем больше ёмкости – тем лучше, особенно если вспомнить, как размели с прилавков Crucial M500 960 Гбайт сразу после её появления. Модель на 750 Гбайт – это немного непривычно, но нас вполне устроит.
| Samsung 840 EVO | 120 Гбайт | 250 Гбайт | 500 Гбайт | 750 Гбайт | 1 Тбайт |
| Рекомендуемая цена (США) | $110 | $190 | $370 | $530 | $650 |
| Контроллер | Samsung MEX 400 МГц , 3-ядерный ARM Cortex-R4 | Samsung MEX 400 МГц , 3-ядерный ARM Cortex-R4 | Samsung MEX 400 МГц , 3-ядерный ARM Cortex-R4 | Samsung MEX 400 МГц , 3-ядерный ARM Cortex-R4 | Samsung MEX 400 МГц , 3-ядерный ARM Cortex-R4 |
| NAND | 19 nm Samsung Toggle - mode NAND (400 Mb/s), three-bit-per-cell | 19 nm Samsung Toggle - mode NAND (400 Mb/s), three-bit-per-cell | 19 nm Samsung Toggle - mode NAND (400 Mb/s), three-bit-per-cell | 19 nm Samsung Toggle - mode NAND (400 Mb/s), three-bit-per-cell | 19 nm Samsung Toggle - mode NAND (400 Mb/s), three-bit-per-cell |
| Форм-фактор, интерфейс | 2,5 дюйма, 7 мм высотой, SATA 6 Гбит/с | 2,5 дюйма, 7 мм высотой, SATA 6 Гбит/с | 2,5 дюйма, 7 мм высотой, SATA 6 Гбит/с | 2,5 дюйма, 7 мм высотой, SATA 6 Гбит/с | 2,5 дюйма, 7 мм высотой, SATA 6 Гбит/с |
| Гарантия | Три года | Три года | Три года | Три года | Три года |
| Скорость последовательного чтения/записи (Мбайт/c) | 540 / 410 | 540 / 520 | 540 / 520 | 540 / 520 | 540 / 520 |
| Скорость произвольного чтения блоками по 4 Кбайт на глубине очереди в 32 команды (IOPS) | 94 | 97 | 98 | 98 | 98 |
| Скорость произвольной записи блоками по 4 Кбайт на глубине очереди в 32 команды (IOPS) | 35 | 66 | 90 | 90 | 90 |
| Скорость произвольного чтения блоками по 4 Кбайт на глубине очереди в 1 команду (IOPS) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Скорость произвольной записи блоками по 4 Кбайт на глубине очереди в 1 команду (IOPS) | 33 | 33 | 33 | 33 | 33 |
| Количество кристаллов | 8 | 16 | 32 | 48 | 64 |
Итак, перед нами - пять моделей SSD Samsung 840 EVO ёмкостью от 120 Гбайт до 1 Тбайт. Цены на них соответствуют ценам семейства Samsung 840. Компания этим очень гордится, хотя, если честно, мы бы больше хотели видеть, как NAND с трёхбитными ячейками способствует снижению, а не повышению цен. Надеемся, в своё время это станет возможным. В той же степени компания надеется, что увеличение производительности и новые возможности – это то, что привлечёт внимание потребителя.
Новая версия ПО управления накопителем от Samsung, SSD Magician, также будет представлена в семействе SSD Samsung 840 EVO, сделав его ещё привлекательней за счёт усовершенствованных инструментов клонирования и новой функции RAPID, суть которой заключается в DRAM-кэшировании данных, поступающих с контроллера. Данная функциональность работает с Windows, позволяя увеличить производительность системы хранения данных сверх ограничений, наложенных интерфейсом SATA 6 Гбит/с.
Говоря о средствах ускорения SSD, стоит отметить спецификации. Если вам знакома оригинальная модель Samsung 840, то вы сможете заметить существенное увеличение производительности. Как Samsung удалось добиться этого? Давайте разберёмся.
Обзор SSD Samsung 840 EVO | Новые технологии в Samsung 840 EVO
Флэш-память
В новом SSD Samsung 840 EVO реализован ряд небольших улучшений, которые превратили крепкого середнячка Samsung 840 в нечто быстрое, как болид. Но всё восходит к флэш-памяти.
До этого Samsung не особо распространялась насчёт используемой в Samsung 840 памяти, хотя, очевидно, компания использовала кристаллы NAND-памяти на 64 Гбит, изготовленные на основе 21-нм техпроцесса. 64-гигабитный кристалл содержит 8 Гбайт данных; таким образом, новые кристаллы на 128 Гбит способны разместить 16 Гбайт информации. То есть на меньшем количестве кристаллов хранятся данные такой же ёмкости.
Это стало возможным благодаря уменьшению размеров комплектующих по мере того, как растёт количество транзисторов, умещающихся в одной единице пространства. С каждым новым этапом совершенствования производства компании типа Samsung могут производить больше кристаллов из одной полупроводниковой пластины. Если принять во внимание, как одна ячейка памяти вмещала сначала один, потом два, а потом и три бита информации, неудивительно, что мы становимся свидетелями появления ёмких и доступных по цене SSD на 1 Тбайт.
Но проблема заключается в том, что уменьшение геометрии кристаллов увеличивает время задержки и оказывает негативный эффект на допустимое количество циклов перезаписи. Третий бит в ячейке также усложняет ситуацию, усугубляя негативное влияние на время задержки в операциях чтения и, в большей степени, на операции записи. Поэтому обыкновенный Samsung 840 обеспечивает замечательный уровень производительности в операциях чтения, но показывает весьма посредственные результаты в тестах на скорость записи в сравнении с большинством конкурентов.
Но Samsung приходится не только разрабатывать собственные "лекарства" против врождённых "болезней" технологии флэш-памяти, но и решать проблемы, связанные со сложностью управления памятью NAND и исправлением ошибок. Компания обычно не делится информацией о том, каким образом она умудряется повысить долговечность памяти до приемлемых уровней. Но в случае с SSD Samsung 840 EVOпредставители обнародовали больше деталей.
Turbo Write
SanDisk была первым производителем, использующим память типа MLC NAND в качестве эмулированной памяти SLC для быстрого программирования. Toshiba использует похожий подход в памяти MLC с двумя битами на ячейку. Но Samsung пошла дальше в освоении данной технологии: она использует память типа TLC NAND. Хотя каждая из этих технологий работает по-разному, суть её в следующем: ряд ячеек памяти работает как SLC, позволяя значительно повысить производительность. В качестве приятного дополнения в некоторых сценариях использования такой подход к кэшированию может обеспечить большую долговечность SSD. Используемая Samsung технология действительно способствует повышению скорости записи, пусть даже и до тех пор, пока кэш-буфер не заполнится.
Внедрение данной технологии подразумевает использование для эмуляции фиксированного массива ячеек NAND-памяти с учётом типа устройства. Если взять часть памяти, хранящей три бита на ячейку, и использовать её в режиме SLC, то можно потерять до 66% ёмкости данного массива памяти. Например, SSD Samsung 840 EVO ёмкостью 1 Тбайт выделяет 36 Гбайт на исполнение функции Turbo Write, что даёт в итоге 12 Гбайт эмулированной памяти SLC. Это довольно серьёзный объём кэша. Приведём ниже разбивку модельного ряда по ёмкости.
| 840 EVO Turbo Write | 120 Гбайт | 250 Гбайт | 500 Гбайт | 750 Гбайт | 1 Тбайт |
| Зарезервированная ёмкость TLC | 9 Гбайт | 9 Гбайт | 18 Гбайт | 27 Гбайт | 36 Гбайт |
| SLC-кэш Turbo Write | 3 Гбайт | 3 Гбайт | 6 Гбайт | 9 Гбайт | 12 Гбайт |
Как только кэш-буфер накопителя заполнится, избытки информации перемещаются в трёхбитные ячейки NAND. То есть, если записывать данные на полной скорости в течение более долгого времени, чем занимает запись всего объёма буфера, уровень производительности падает до отметок, характерных для предыдущего поколения Samsung 840.
На диаграмме показаны результаты теста на скорость последовательной записи в Iometer. В зависимости от того, как долго продолжается процесс записи, очевидны изменения в пропускной способности. По истечении десяти секунд модель SSD Samsung 840 EVO на 120 Гбайт показывает скорость 331 Мбайт/с. Если производить запись блоками по 128 Кбайт в течение 20 секунд, загруженность кэша увеличивается ещё больше.
Как показано в таблице, у модели ёмкостью 120 Гбайт имеется примерно 3 Гбайт доступного кэша. Это значит, что для того, чтобы заполнить его объём полностью при скорости записи 331 Мбайт/с, понадобится примерно девять секунд. А по сведениям Samsung, при использовании функции Turbo Write скорость записи может вырасти до 400 Мбайт/с. Таким образом, при заполнении кэша производительность падает до 169 Мбайт/с по истечении одной минуты. Но в реальных условиях данная технология может оправдать себя, так как вряд ли вы будете записывать в течение такого продолжительного времени. Сценарии нагрузок в среде настольных систем предполагают логичность использования такого подхода к кэшированию.
Защита от перегрева
Венчает новшества, среди которых повышенная скорость записи, контроллер и обновлённая память, защита от перегрева. Хоть это и не говорит в пользу SSD, в ограниченном пространстве они могут ощутимо нагреваться. Это является проблемой для некоторых используемых компонентов, особенно для NAND с ячейками на три бита, которая не может работать при температуре выше 70 градусов Цельсия. Превышение этого температурного предела может сместить пороговое напряжение в ячейках за допустимые границы, что повлечёт за собой хаос.
Чтобы решить эту проблему, большинство новых моделей накопителей имеют функцию, в некоторой степени являющуюся троттлингом по температуре. Как и CPU при аналогичных условиях, защищённый такой функцией SSD ослабит интенсивность операций записи до того, как температура снизится до приемлемого значения. В случае с SSD Samsung 840 EVO, данный порог составляет 70 градусов. Чтение данных с флэш-памяти не требует высокого напряжения, но программирование и стирание – да. К счастью, продукты Samsung известны своим низким энергопотреблением, хотя память типа TLC NAND будет отличаться повышенным потреблением энергии.
![SSD Samsung 840 EVO. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 9 отзывов]](/forum/images/icons/icon5.gif){kind=icon}